Ist der Klang des Frühlingsdonners wirklich „zig Millionen Tael Gold“ wert?

Im „Buch der Riten: Monatliche Verordnungen“ steht: „In diesem Monat sind Tag und Nacht getrennt. Donner ertönt, Blitze zucken, stechende Insekten bewegen sich und die Menschen öffnen ihre Türen, um hinauszugehen.“ Der Dichter Wei Yingwu aus der Tang-Dynastie schrieb in „Beobachtung der Bauern“: „Ein leichter Regen lässt alle Blumen grün werden, ein Donner markiert den Beginn des Erwachens der Insekten. Die Bauern hatten ein paar Tage Ruhe, aber jetzt beginnen sie mit der Landwirtschaft.“ Das alte landwirtschaftliche Sprichwort „Ein Frühlingsdonner ist zig Millionen Tael Gold wert“ enthält jahrtausendealte Weisheit der chinesischen Landwirtschaft. Warum ist Spring Thunder zig Millionen Tael Gold wert?

01Was ist der Unterschied zwischen Frühlingsdonner und Sommerdonner?

Um zu verstehen, warum Frühlingsdonner wirklich so wertvoll ist, wollen wir zunächst analysieren, welche „andere Persönlichkeit“ Frühlingsdonner im Vergleich zu Sommerdonner hat.

Donner und Blitz kommen hauptsächlich im Sommer vor. Im Vergleich zum Sommerdonner ist der Frühlingsdonner viel sanfter.

◎Die Energiequelle und der Auslösemechanismus sind unterschiedlich.

Frühlingsgewitter: meist durch dynamischen Auftrieb verursacht. Wenn im Frühling kalte und warme Luft heftig aufeinandertreffen, zwingt das Frontensystem warme und feuchte Luftströmungen zum Aufsteigen und bildet Gewitterwolken. Die vertikale Entwicklungshöhe dieses Wolkenkörpers beträgt etwa 8–12 Kilometer, die Temperatur an der Wolkenoberseite beträgt -40 °C bis -60 °C und die Ladungsstruktur zeigt eine typische dreischichtige Verteilung.

Sommergewitter: Basiert hauptsächlich auf thermischer Konvektion. Die Oberfläche wird durch Sonneneinstrahlung erwärmt, wodurch starke Aufwinde entstehen. Die vertikale Dicke der gebildeten Gewitterwolke kann 16 Kilometer erreichen. Die Temperatur an der Wolkenoberseite beträgt bis zu -70 °C und die Ladungsdichte pro Volumeneinheit ist 50 % höher als bei Frühlingsgewitter.

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◎Der aufsteigende Luftstrom und die Ausstoßintensität sind unterschiedlich.

Frühlingsgewitter: Meteorologische Beobachtungen zeigen, dass die Geschwindigkeit der aufsteigenden Luftströmungen in Frühlingsgewitterwolken etwa 10–15 Meter pro Sekunde beträgt.

Sommergewitter: Bei Superzellengewittern, die im Sommer durch starke Konvektion verursacht werden, kann die vertikale Windscherung 25 Meter pro Sekunde erreichen. Dieser Leistungsunterschied führt dazu, dass die Entladungsintensität von Sommergewittern im Allgemeinen 60 Kiloampere übersteigt. Der höchste Rekordwert liegt bei 300 Kiloampere, was dem Dreifachen der durchschnittlichen Stromstärke von Frühlingsgewittern entspricht.

◎Die Entladeeigenschaften sind unterschiedlich.

Frühlingsdonner: Die Entladung ist verstreut, mit einer Frequenz von 50–80 Mal pro Stunde und einer einzelnen Entladung, die etwa 0,2 Sekunden dauert. Etwa 30 % der Blitze entfallen auf Wolke-Boden-Blitze, die häufig von anhaltendem Niederschlag begleitet werden.

Sommergewitter: Es äußert sich in intensiven Entladungen mit einer Frequenz von bis zu 20 Blitzeinschlägen pro Minute. Der Anteil der Wolke-Boden-Blitze steigt auf bis zu 45 % und wird oft von Hagel und kurzzeitigen starken Regenfällen begleitet, wobei die maximale Niederschlagsintensität innerhalb von 10 Minuten 50 mm erreicht.

◎Unterschiedliche räumliche Verteilung.

Was die geografische Verteilung betrifft, so machen die Frühlingstage mit Gewittern im Jangtse-Becken 35 % des Jahres aus, während die Häufigkeit von Sommergewittern in Südchina bis zu 60 % des Jahres beträgt. Satellitenüberwachungen zeigen, dass die horizontale Bewegungsgeschwindigkeit von Gewittersystemen im Frühling etwa 60 km/h beträgt, während Sommergewitter aufgrund des Einflusses lokaler Konvektion oft quasi-stationär sind.

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◎ Unterschiedliche ökologische Auswirkungen.

Chunlei: Der ökologische Wert spiegelt sich am deutlichsten im Stickstoffkreislauf wider. Jeder Blitzeinschlag wandelt 1,5 kg Stickstoff in Nitrat um. Wenn die Bodentemperatur im Frühling 10–15 °C beträgt, kann die Absorptionsrate der Blitzstickstofffixierung durch Pflanzen 65 % erreichen.

Lei: Die damit einhergehenden starken Regenfälle führen dazu, dass über 40 % des aktiven Stickstoffs weggespült werden, bevor er eindringen kann. Die Nutzungsrate der Stickstoffablagerungen aus Sommergewittern in Südchina beträgt weniger als 40 % derjenigen im Frühjahr.

◎Die Klimaangaben sind unterschiedlich.

Frühlingsgewitter : Der erste Tag des Frühlingsgewitters verschiebt sich alle zehn Jahre um 1,2 Tage, was mit Veränderungen des Arktischen Oszillationsindex zusammenhängt.

Xia Lei : Die Zunahme der Intensität hängt mit der Zunahme der konvektiven effektiven potentiellen Energie vor dem Hintergrund der globalen Erwärmung zusammen. Meteorologische Modelle zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit schwerer Gewitter bei über 80 % liegt, wenn der konvektive effektive potenzielle Energiewert 2000 Joule/kg übersteigt.

02Ist Frühlingsgewitter „eine Tonne Gold“ wert? Wertvoller!

Der Frühlingsdonner kündigt nicht nur den Wechsel der Jahreszeiten an, sondern ist auch ein wichtiger Regulator des Ökosystems der Erde. Es ist tatsächlich wertvoller als zehntausend Unzen Gold.

◎Stickstofffixierung. Die Blitz-Stickstofffixierung ist das effizienteste Stickstoffumwandlungssystem der Natur. Die hohe Temperatur (etwa 30.000 °C), die bei jedem Gewitter im Frühling entsteht, kann Stickstoffmoleküle direkt zersetzen und dazu führen, dass sie sich mit Sauerstoff zu Nitraten verbinden. Statistiken zeigen, dass ein einziger Blitzeinschlag 1,5 Kilogramm Stickstoff in aktiven Stickstoff umwandeln kann. Durch Blitzeinschläge gelangen weltweit jährlich über 100 Millionen Tonnen Stickstoff in die Atmosphäre, was dem Stickstoffgehalt von 80 Millionen Tonnen Harnstoffdünger entspricht. Auch Sommergewitter können Stickstoff binden, der größte Teil davon wird jedoch durch den Regen weggespült. Im Gegensatz dazu ist der Frühlingsdonner besser in der Lage, Stickstoff zu fixieren.

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◎Synergistischer Effekt. Der Synergieeffekt zwischen Frühlingsgewittern und Stickstoffablagerung ist erheblich. Bei Gewittern sinkt der pH-Wert des Regenwassers von 5,6 auf 4,2, wodurch seine Fähigkeit, Bodenmineralien aufzulösen, verbessert wird. Studien haben gezeigt, dass innerhalb von 48 Stunden nach einem Gewitter der effektive Stickstoffgehalt im Boden um 12–18 % und die biologische Wirksamkeit der Elemente Phosphor und Kalium um 8–10 % zunimmt. In den Reisanbaugebieten im Mittel- und Unterlauf des Jangtsekiang stieg die Reisproduktion in Jahren mit häufigen Frühlingsgewittern um durchschnittlich 7,3 Prozent.

◎Die Samen keimen. Der elektromagnetische Impuls des Blitzes regt die Samenkeimung an. Experimente zeigen, dass die Keimrate von mit simuliertem Blitz behandelten Reissamen um 23 % und die Wurzelvitalität der Sämlinge um 31 % zunahm.

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◎Klimaregulierung. Frühlingsgewitterwolken haben eine erhebliche reflektierende und regulierende Wirkung auf die Sonnenstrahlung. Die Albedo einer reifen Gewitterwolke erreicht 0,8, wodurch 70 % der einfallenden Sonnenstrahlung zurück ins All reflektiert werden können. Meteorologische Satellitenbeobachtungen zeigen, dass während der Zeit aktiver Frühlingsgewitter im Jangtse-Becken die durchschnittliche tägliche Oberflächentemperatur um 1,2 bis 1,8 °C sank, wodurch die extremen Temperaturschwankungen zwischen „kaltem Spätfrühling“ und „warmem Frühling“ wirksam gemildert wurden.

◎ Kohlenstoff entfernen. Frühlingsgewitter fördern die Regeneration von Spurengasen in der Atmosphäre. Die durch Blitze erzeugten hochenergetischen Elektronen spalten Kohlendioxid in reaktive Sauerstoffspezies und beschleunigen so die Oxidation von Treibhausgasen wie Methan. Modellberechnungen des National Center for Atmospheric Research in den USA zeigen, dass die Effizienz der atmosphärischen Methanentfernung während der Gewittersaison im Frühjahr um 25 % steigt, was einer Verringerung des Treibhauseffekts um 12 Millionen Tonnen Kohlendioxidäquivalent pro Jahr entspricht.

Zusammenfassung:

Tatsächlich ist der ökologische Wert, den das Frühlingsgewitter der Menschheit bringt, noch viel größer. Die moderne Meteorologie hat herausgefunden, dass sich die von Blitzen erzeugten Infraschallwellen Tausende von Kilometern weit ausbreiten und die Migration von Meereslebewesen beeinflussen können. Die durch Blitze angeregte Schumann-Resonanzfrequenz (7,83 Hz) stimmt mit dem Alpha-Rhythmus der Gehirnwellen überein, was auf eine tiefere ökologische Verbindung hindeutet.

Autor: Wang Yuanhong, leitender Wetter- und Klimaingenieur, Mitglied der chinesischen Schriftstellervereinigung

Produziert von: Science Popularization China